Chapitre 5 – LES ATOMES ET LA REACTION CHIMIQUE Toute la matière (solide, liquide ou gazeuse) est formée d’atomes innombrables et microscopiques. Les objets et les êtres vivants sont composés d’atomes extrêmement petits et nombreux. I – Les Atomes. Imaginez un banc de sable vu de loin, on ne peut pas distinguer les grains qui le constitue. On peut les voir seulement en s'approchant de très près. La matière qui nous entoure est également constituée de petits grains de matière appelés atomes, ils ne peuvent être observés ni à l'œil nu, ni avec les microscopes optiques conventionnels. Image ci-contre obtenue avec un microscope à effet tunnel où l'on peut distinguer la position des atomes. Un atome mesure environ 0.1 à 1 nanomètre ( 1 nm = 10-9 m = 1 milliardième de mètre). m dm cm mm µm nm pm Il existe 92 types d’atomes naturels différents. On les retrouve dans le tableau de la classification périodique des éléments chimiques. Comme il existe plus d'une centaine d'atomes différents, on attribue un symbole à chaque atome de même nature. Il commence toujours par une lettre majuscule suivie parfois d'une lettre minuscule Pour mieux visualiser ces atomes invisibles à notre oeil, on utilise souvent un modèle qui représente les atomes courants sous la forme de boules colorées, à chaque atome correspond une couleur.E SY II – Les molécules On l'a compris, la matière n'est finalement qu'un assemblage d'atomes mais la façon dont ils s'assemblent est très différente suivant le corps considéré. Dans un morceau de fer, on a un empilement d'atomes de fer identiques mais dans l'eau les atomes sont associés entre eux par "paquets" identiques d'atomes. Un "paquet" est appelé molécule, dans le cas de l'eau chaque "paquet" contient 1 atome d'oxygène et 2 atomes d'hydrogène. Les atomes se groupent pour former des molécules. Une molécule est formée d’au moins deux atomes reliés ensemble par des liaisons chimiques. On représente une molécule par une formule et un modèle moléculaire. Ex : la molécule d’eau Formule : La formule est formée par les symboles des atomes présents, le nombre de chaque atome présent est écrit en bas à droite du symbole (en indice). L'indice 1 ne s'écrit pas, on écrit juste le symbole de l'atome. Symbole de l’atome d’oxygène Symbole de l’atome d’hydrogène H2O Indice 2, car la molécule d’eau possède 2 atomes d’hydrogène. Modèle moléculaire : Pas d’indice, car la molécule d’eau ne possède qu’un atome d’oxygène Les molécules diatomiques ( 2 atomes) : Les molécules triatomiques (3 atomes) : III – Interprétation de la combustion du carbone. Bilan modèles Réactifs Produit Carbone + dioxygène Dioxyde de carbone + C + O2 Equation-bilan CO2 Lors d’une réaction chimique, les atomes se réarrangent, mais ne disparaissent pas. L’équation-bilan doit être équilibrée : les mêmes atomes figurent, en même nombre , dans les réactifs et dans les produits. C + O2 CO2 1 atome de carbone 2 atomes d’oxygène 1 atome de carbone 2 atomes de dioxygène Si la combustion du carbone est incomplète, alors il y a formation de monoxyde de carbone : Bilan modèles Equation-bilan Réactifs Produit Carbone + dioxygène monoxyde de carbone + 2 C + O2 2 CO IV – Conservation de la masse. LAVOISIER, en 1777, affirma « Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme ». Expérience : Acide chlorhydrique 225 Calcaire 225 Nous constatons que la masse ne varie pas au cours de la réaction chimique entre l’acide et le carbonate de calcium. Conclusion : Au cours d’une réaction chimique, la masse des réactifs disparus est égale à la masse des produits formés.